Apostila-Válvulas

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ÍNDICE ANALÍTICO VOLUME 3

1. VÁLVULAS 183

1.1.INTRODUÇÃO 184

1.2.UMA BREVE HISTÓRIA DA INDÚSTRIA DE VÁLVULAS 184

1.3.A INDÚSTRIA DA VÁLVULA 186

1.4.TIPOS DE VÁLVULAS 186

1.5.FUNÇÕES 186

1.6.ESPECIFICAÇÃO 186

1.7.SISTEMA CONSTRUTIVO DAS VÁLVULAS 187

1.8.CLASSES DE PRESSÃO 196

1.9.CONCEITOS SOBRE TIPOS DE VÁLVULAS 197

1.10.FABRICANTES DE VÁLVULAS 198 2. VÁLVULAS DE GAVETA 202 2.1.INTRODUÇÃO 203 2.2.APLICAÇÃO 203 2.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 203 2.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 203

2.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE GAVETA 203

2.6.SISTEMA CONSTRUTIVO 204

2.7.SISTEMAS DE VEDAÇÃO 209

2.8.ACIONAMENTO DAS VÁLVULAS 209

2.9.MATERIAIS CONSTRUTIVOS DAS VÁLVULAS 211

2.11.EXEMPLOS DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 213

2.12.EXEMPLO DE FOLHA DE DADOS 215

2.13.TABELAS TÉCNICAS 216 2.14.FABRICANTES 221 3. VÁLVULAS DE ESFERA 222 3.1.INTRODUÇÃO 223 3.2.APLICAÇÃO 223 3.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 223 3.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 223

3.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE ESFERA 223

3.7.SISTEMAS DE VEDAÇÃO DA SEDE 227

3.13.TABELAS TÉCNICAS 231

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4. VÁLVULAS DE MACHO 235

4.1.INTRODUÇÃO 236

4.2.APLICAÇÃO 236

4.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 236

4.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 236

4.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE MACHO 236

4.6.MEIOS DE LIGAÇÃO 237

4.7.CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 237

4.13.TABELAS TÉCNICAS 240 4.14.FABRICANTES 243 5. VÁLVULAS DE GUILHOTINA 244 5.1.INTRODUÇÃO 245 5.2.APLICAÇÃO 245 5.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 245 5.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 245

5.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE GUILHOTINA 245

5.8.CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 246

5.12.TABELAS TÉCNICAS 248 5.13.FABRICANTES 250 6. VÁLVULAS DE GLOBO 251 6.1.INTRODUÇÃO 252 6.2.APLICAÇÃO 252 6.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 252 6.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 253

6.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE GLOBO 253

6.14.FABRICANTES DE VÁLVULAS GLOBO 271

6.15.FABRICANTES DE VÁLVULAS DE AGULHA 271

7. VÁLVULAS BORBOLETA 272

7.1.INTRODUÇÃO 273

7.2.APLICAÇÃO 273

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7.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA BORBOLETA 274

7.13.TABELAS TÉCNICAS 282 7.14.FABRICANTES 284 8. VÁLVULAS DIAFRAGMA 285 8.1.INTRODUÇÃO 286 8.2.APLICAÇÃO 286 8.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 286 8.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 287

8.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DIAFRAGMA 287

8.6.MATERIAIS CONSTRUTIVOS 288

8.8.FORMATO DO CORPO 289

8.12.TABELAS TÉCNICAS 293 8.13.FABRICANTES 295 9. VÁLVULAS DE MANGOTE 296 9.1.INTRODUÇÃO 297 9.2.APLICAÇÃO 297 9.3.PRINCIPAIS VANTAGENS 297 9.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 297

9.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE MANGOTE 297

9.10.TABELAS TÉCNICAS 303 9.11.FABRICANTES 305 10. VÁLVULAS DE RETENÇÃO 306 10.1.INTRODUÇÃO 307 10.2.APLICAÇÃO 307 10.3.O EMPREGO DO BY-PASS 308

10.4.VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO DISCO INTEGRAL 308

10.5.VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO FLAP 309

10.6.VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO PORTINHOLA SIMPLES 310

10.7.VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO PISTÃO 311

10.8.VÁLVULA DE RETENÇÃO VERTICAL TIPO DISCO 312

10.9.VÁLVULA DE RETENÇÃO TIPO DISCO DUPLO OU DUPLEX 313

10.10.VÁLVULA DE RETENÇÃO DE PÉ 314

10.11.EXEMPLO DE ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE VÁLVULA DE RETENÇÃO 315

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11. VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 324

11.1.INTRODUÇÃO 325

11.2.APLICAÇÃO 325

11.4.PRINCIPAIS DESVANTAGENS 325

11.5.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA REDUTORA DE PRESSÃO 326

11.7.MATERIAIS CONSTRUTIVOS 327

11.9.INSTALAÇÃO DAS VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 327

11.10.ACESSÓRIOS PARA AS VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO AUTO-OPERADAS 328

11.14.FABRICANTES DE VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 335

11.15.FABRICANTES DE VÁLVULAS DE CONTROLE AUTO-OPERADAS 335

12. VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO 336

12.1.INTRODUÇÃO 337

12.2.APLICAÇÃO 337

12.3.IDENTIFICAÇÃO DAS PARTES DE UMA VÁLVULA DE SEGURANÇA E ALÍVIO 337

12.4.INSTALAÇÃO 338

12.8.TABELAS TÉCNICAS 333 12.9.FABRICANTES 335 13. ACESSÓRIOS 344 13.1.INTRODUÇÃO 345 13.2.APLICAÇÃO 345 13.3.FILTROS 345 13.4.VISORES DE FLUXO 347 13.5.VENTOSAS 347 13.6.SEPARADOR DE UMIDADE 348 13.7.PURGADORES 349 13.8.MANÔMETROS 350 13.9.TERMÔMETROS 351 14. GLOSSÁRIO 353 15. BIBLIOGRAFIA 359 16. REFERÊNCIA BILBLIOGRÁFICA 359

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1. VÁLVULAS 1.1. Introdução:

Válvula é um acessório que raramente percebemos o seu funcionamento e, normalmente, ignoramos a sua importância. Sem os sistemas modernos de válvulas, não haveria água pura e fresca em abundância nos grandes centros, o refino e distribuição de produtos petrolíferos seriam muito lentos e não existiria aquecimento automático nas casas.

Por definição, uma válvula é um acessório destinado a bloquear, restabelecer, controlar ou interromper o fluxo de uma tubulação. As válvulas de hoje podem, além de controlar o fluxo, controlar o nível, o volume, a pressão, a temperatura e a direção dos líquidos e gases nas tubulações. Essas válvulas, por meio da automação, podem ligar e desligar, regular, modular ou isolar.

Seu diâmetro pode variar de menos de uma polegada até maiores que 72 polegadas.

Podem ser fabricadas em linhas de produção, em bronze fundido, muito simples e disponível em qualquer loja de ferramentas ou até ser o produto de um projeto de precisão, com um sistema de controle altamente sofisticado, fabricada de uma liga exótica de metal para serviço em um reator nuclear.

As válvulas podem controlar fluidos de todos os tipos, do gás mais fino a produtos químicos altamente corrosivos, vapores superaquecidos, abrasivos, gases tóxicos e materiais radioativos.

Podem suportar temperaturas criogênicas à de moldagem de metais, e pressões desde altos vácuos até pressões altíssimas.

1.2. Uma breve história da indústria de válvulas:

Ninguém sabe quando a idéia da válvula nasceu. Entretanto, os romanos são reconhecidos como os inventores de sofisticados sistemas de controle de água daquela época. Sua fundição era avançada o suficiente para construir sistemas para suprir água em dois prédios diferentes, para o qual eles desenvolveram a válvula macho e há também evidências que de os romanos usaram válvulas tipo portinhola para prevenir o contra-fluxo.

Por séculos, não houve avanços no projeto de válvulas. Porém, no Renascimento, o artista e inventor Leonardo da Vinci desenvolveu canais, projetos de irrigação e outros grandes sistemas hidráulicos, os quais incluíram válvulas para serem utilizadas nestes projetos. Muitos de seus rascunhos técnicos existem ainda hoje. A história moderna da indústria de válvulas acontece paralela à revolução industrial, que começou em 1705 quando Thomas Newcomen inventou o primeiro sistema industrial a vapor. Devido às pressões do vapor que tinham que ser contidas e reguladas, as válvulas adquiriram uma nova importância.

O sistema a vapor de Newcomen foi aperfeiçoado por James Watt e outros inventores, projetistas e fabricantes também ajudaram no aperfeiçoamento das válvulas para estes sistemas a vapor. Os interesses, entretanto, estava no projeto como um todo, e o fabricante de válvulas como um produto separado não estava comprometido numa larga escala por diversos anos.

Então em 1842, a cidade de Nova York construiu um sistema de águas para trazer água para a cidade de uma distância de 56,3km.

Este simples projeto demonstrou as vantagens do sistema municipal de água e criou uma grande demanda por válvulas, tubulações e instalações, assim como outras

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cidades seguiram a liderança de Nova York em um curto tempo, diversas fábricas foram estabelecidas para produzir seus produtos.

Eles se tornaram os principais usuários de válvulas indústrias como têxteis, papel e celulose, química, alimentícias, farmacêutica e energia elétrica.

Mais tarde, a indústria do petróleo nasceu, e com ela, a demanda para válvulas de alta performance que pudessem suportar as grandes pressões de óleo e gás vindas dos poços para a superfície. Assim como as condições e requerimentos se tornaram mais solicitadas, os fabricantes responderam com melhoras contínuas de engenharia, em materiais e modelos de válvulas.

As primeiras válvulas foram a globo e a de retenção. Em 1920 surgiu o primeiro tipo de válvula rotativa que podia ser aberta ou fechada por um simples giro de 90º de um volante. As válvulas tipo plug tiveram um grande uso nas indústrias químicas e de gás. Durante a Segunda Guerra Mundial, um oficial do exército Britânico inventou a válvula tipo diafragma, sem vazamento, e resistente à corrosão que era caracterizada por um disco de borracha engastado entre o corpo e o castelo. Esta válvula se tornou muito popular na Europa. A Segunda Guerra Mundial apresentou um desafio especial para a indústria da válvula. A Marinha dos Estados Unidos descobriu que devido aos impactos das bombas perto dos navios criaram rachaduras nas válvulas a bordo. Centenas de válvulas tiveram que ser substituídas por válvulas resistentes ao impacto. E de novo, a indústria respondeu com novas fundições e fábricas espalhadas por todo o país para suprir a demanda.

Grandes passos foram dados no desenvolvimento de materiais também. Antes as válvulas eram comumente feitas de bronze, ferro e aço, até novas ligas serem produzidas, assim como o titânio e o aço inox. Após a guerra, o desenvolvimento de materiais sintéticos, como o Teflon®, que era quimicamente destinado para praticamente qualquer serviço e ainda mais provido de capacidade de selar e vedar deu novos ímpetos para as válvulas rotativas. Também, a válvula de fechamento rápido, de quarto de volta, tipo borboleta se tornou popular. Até então, as válvulas borboletas estavam limitadas a serviços de regulagem por não apresentar uma boa estanqueidade. Os materiais sintéticos chegariam para dar um novo nível de performance a essas válvulas.

Entre 1950 e 1960, o aumento de tamanho e sofisticação dos processos das plantas, combinados com aumento de custo de mão de obra, resultou numa crescente necessidade de sistemas automatizados de válvulas. As operações de válvulas quarto de volta eram facilmente efetuadas eletricamente, hidraulicamente ou pneumaticamente. Hoje, as válvulas em localizações distantes, por exemplo, a tubulação de óleo no Alaska é controlada automaticamente e à distância.

Energia nuclear e combustível sintético fornece um desafio para a indústria de válvula. Eles requerem válvulas que sejam fabricadas com normas de alta performance e estrito controle de qualidade.

Válvulas gaveta, esfera, globo e retenção continuam a preencher as necessidades tradicionais do mercado. Novas tecnologias de aplicação também fazem uso destas válvulas assim como algumas válvulas de fechamento rápido.

A indústria de válvulas de hoje está orientada ao mercado e sensível às necessidades de mudança de seus clientes, criando válvulas que podem suportar pressões maiores que 20.000 psi e temperaturas acima de 815 graus Celsius.

1.3. A indústria da válvula:

Equipamentos de alta tecnologia são requeridos para testes sísmicos, criogênicos, fogo, ruído e corrosão. Máquinas de controle numérico computadorizado são

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encontradas na maioria das plantas, ainda com equipamentos de CAD e CAM. Microscópios para procura de elétrons são utilizados para resolver muitos problemas metalúrgicos.

O investimento em mão de obra e material é grande assim como os equipamentos. As empresas de válvulas investem fortemente em materiais de pesquisa, em novos conceitos em projetos, na automação de produtos e em custo efetivo de re-projetos. Enquanto algumas fábricas compram seus materiais fundidos, algumas operam suas próprias fundições e forjarias para projetar, desenvolver e produzir os fundidos e forjados que serão utilizados como componentes de suas válvulas.

Os materiais fundidos e os componentes devem ser fabricados em todos os materiais que a empresa oferece em sua linha. E estão incluídos latão, bronze, ferro, aço, aço inoxidável e outras ligas especiais. Amplamente usados estão o PTFE (teflon®) e outros fluorcarbonetos e elastômeros para assentamentos e vedação das válvulas. Há poucos anos, surgiram válvulas feitas totalmente de plásticos para uso em aplicações especiais.

Entre os maiores mercados, a indústria de válvulas atende empresas do setor de química, petroquímica, produção de petróleo, energia, água e esgoto, farmacêutica, alimentícia e outras indústrias de processo.

1.4.Tipos de válvulas:

Existe uma grande variedade de válvulas, e, em cada tipo, existem diversos subtipos, cuja escolha depende não apenas da natureza da operação a realizar, mas também das propriedades físicas e químicas do fluido considerado, da pressão e da temperatura a que se achará submetido, e da forma de acionamento pretendida.

1.5. Funções:

Para selecionar uma válvula é importante, primeiramente, estabelecer a sua função e o que se espera dela. A própria avaliação dessa função irá influir na escolha da válvula mais adequada. As válvulas são, normalmente, empregadas em duas funções básicas de bloquear e restabelecer o fluxo e regulagem desse fluxo. Outras funções podem ser consideradas, como a prevenção de contra fluxo, controles diversos e segurança.

1.6. Especificação:

Existem vários fatores que precisamos considerar antes da escolha da melhor válvula. Segue alguns dos itens necessários: temperatura e pressão do fluido e suas propriedades, vazão, diâmetro da tubulação, modo de acionamento da válvula, sistema de deslocamento da válvula, tipo de extremidade, material de construção, classe de pressão, entre outras.

1.7. Sistema construtivo das válvulas. Quanto ao meio de ligação dos extremos.

As válvulas podem ter as suas extremidades com os mais variados meios de ligação.

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Extremidades roscadas:

As válvulas com os extremos roscados são empregadas onde se deseja a facilidade da montagem e desmontagem ou ainda onde a solda se torna difícil ou em muitos casos impossíveis.

Normalmente empregadas em válvulas de pequenos diâmetros fabricadas em bronze, que são especialmente indicadas para as instalações residenciais e prediais e para as instalações industriais de pequena responsabilidade como em serviços de baixa pressão e temperaturas ambientes e para fluidos não perigosos.

Válvulas de ferro fundido ou de aço forjado para altas pressões e temperaturas também são fabricadas com seus extremos roscados.

Encontramos no mercado dois tipos rosca para as válvulas, a rosca segundo a norma americana ASME / ANSI B1.20.1 (NPT) e a rosca segundo a norma brasileira NBR 6414 (BSP).

Extremidades do tipo encaixe e solda (soquetadas): As válvulas com os extremos do tipo encaixe e solda são empregadas primordialmente em instalações industriais de responsabilidade e onde se deseja uma estanqueidade perfeita e ainda facilidade e rapidez na montagem.

São indicadas para serviços com altas pressões e temperaturas.

Normalmente empregadas em válvulas de pequenos diâmetros fabricadas em aço carbono forjado ou aço inox forjado.

Este tipo de ligação é normalizado pela norma americana ASME / ANSI B16.11

Extremidades do tipo wafer:

São válvulas de corpo curto para serem instaladas entre flanges ou ainda em fundo de tanques e reatores.

São válvulas leves e compactas e com seus extremos para instalação entre flanges conforme as normas ASME/ANSI ou DIN.

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Extremidades com sodas de topo:

As válvulas com os extremos do tipo para solda de topo são empregadas em instalações industriais de grande responsabilidade e onde se deseja uma estanqueidade perfeita. São indicadas para serviços com altas pressões e temperaturas e para fluidos perigosos.

Normalmente empregadas em válvulas de médios e grandes diâmetros fabricadas em aço carbono fundido ou aço inox fundido.

Também empregado em válvulas de pequenos diâmetros onde não se pode empregar a solda de encaixe.

Este tipo de ligação é normalizado pela norma americana ASME / ANSI B16.25

Extremidades flangeadas:

As válvulas com os extremos flangeados são empregadas nos mais diversos serviços industriais desde os mais simples aos mais perigosos para as mais variadas classes de pressão e temperatura. Na fabricação de válvulas flangeadas são empregados os mais diversos materiais como o bronze, latão, alumínio, aços fundidos, aços forjados, ferros fundidos e ainda outros mais sofisticados e exóticos para aplicações especiais.

Este tipo de ligação é normalizado pelas normas americanas ASME / ANSI B16.1, B16.5 e B16.24 e pelas normas alemãs DIN.

Extremidades com bolsas:

As válvulas com os extremos com bolsas e junta elástica são empregadas principalmente para as válvulas fabricadas de materiais de difícil soldagem e para a facilidade de montagem e desmontagem.

Empregadas principalmente em serviços de hidráulica e saneamento ambiental e também em serviços de irrigação.

Este tipo de ligação é normalizado pela norma brasileira NBR 7674

Quanto aos materiais:

As válvulas devem ser fabricadas de materiais que resistam à pressão e à temperatura do serviço a que se destinam.

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Corpo e tampa:

Para o corpo são empregados os mais diversos tipos de materiais como o bronze fundido, alumínio, aços carbono forjado ou fundido, aços inox forjados ou fundidos, ferros fundidos e ainda outros mais sofisticados e exóticos para aplicações especiais. Na especificação do corpo de uma válvula deve ser escolhido, de preferência o mesmo material do tubo ou um material compatível com o material do tubo a que se destina.

Internos:

Pode ser do mesmo material do corpo para as válvulas mais simples ou ainda ser de material compatível com o serviço a que se destinam pois devem resistir à pressão, temperatura e as altas velocidades decorrentes da operação de abertura e fechamento.

Algumas válvulas necessitam de um elastômero para sua completa estanqueidade.

Quanto ao meio de ligação entre o corpo e a tampa: Rosca interna

É o sistema usado para a ligação entre o corpo e a tampa das válvulas mais simples e empregado em válvulas de bronze para serviços em instalações residenciais, prediais, comerciais ou ainda em serviços industriais de baixa responsabilidade.

Nas instalações industriais seu emprego fica restrito aos serviços de baixa pressão e baixas temperaturas. Este sistema é empregado em válvulas de pequenos diâmetros, no máximo até 4 polegadas.

Rosca externa:

É o sistema usado para a ligação entre o corpo e a tampa das válvulas mais simples e empregado em válvulas de bronze para serviços em instalações industriais de pequena responsabilidade.

Nas instalações industriais seu emprego fica restrito aos serviços de baixa pressão e baixas temperaturas para serviços de água, óleo e gás.

Este sistema é empregado em válvulas de pequenos diâmetros, no máximo até 4 polegadas.

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Rosca do tipo porca-união:

É o sistema usado para a ligação entre o corpo e a tampa das válvulas empregadas em instalações industriais de média ou alta responsabilidade.

Esse tipo de ligação entre o corpo e a tampa se faz em válvulas de bronze fundido para médias e altas pressões e para serviços de criogenia e serviços com temperaturas moderadas.

Nas válvulas de aço forjado é empregado para médias e altas pressões em temperaturas médias e altas.

Este sistema é empregado em válvulas de pequenos diâmetros, no máximo até 4 polegadas

Flangeado ou aparafusado:

É o sistema usado para a ligação entre o corpo e a tampa das válvulas empregadas em instalações industriais de média ou alta responsabilidade por ser um sistema de alta confiabilidade.

Este sistema é empregado em todas as válvulas com diâmetro superior a 4 polegadas e também encontrado em válvulas de pequenos diâmetros, para altas pressões e temperaturas.

Soldado:

É o sistema usado para a ligação entre o corpo e a tampa das válvulas empregadas em instalações industriais de alto risco por ser um sistema de completa confiabilidade.

Este sistema é empregado em válvulas de quaisquer diâmetros para garantir a estanqueidade total entre o corpo e a tampa.

Usado em sistemas de energia nuclear dentre outros. Por meio de grampo U:

É o sistema usado para a ligação entre o corpo e a tampa das válvulas empregadas em instalações industriais onde se deseja a facilidade e a rapidez de montagem e desmontagem do corpo e tampa. Este sistema é empregado em válvulas de pequenos diâmetros.

Quanto ao tipo de haste e do volante: Haste e volante fixos com rosca interna.

A haste é fixa ao volante e o movimento de rotação do volante transmite à haste um movimento de rotação que por meio de uma rosca a haste proporciona à cunha um movimento de translação, possibilitando a abertura e o fechamento da válvula.

É o tipo mais simples e empregado no sistema construtivo das válvulas que normalmente são fabricadas em bronze para uso em instalações residenciais e prediais e em válvulas industriais empregadas em serviços de baixa responsabilidade.

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Haste e volante ascendentes com rosca interna.

A haste é fixa ao volante e o movimento de rotação do volante confere à haste o movimento de rotação e de translação. A cunha é encaixada na haste e conseqüentemente também recebe o movimento de translação que permite a abertura e o fechamento da válvula. Esse tipo construtivo é usual nas válvulas industriais empregadas em serviços de pequena responsabilidade em baixas e médias pressões e baixas temperaturas. Empregado também nos sistemas de hidráulica e saneamento.

A vantagem em relação ao sistema anterior é a possibilidade de se saber, visualmente, se a válvula está aberta ou fechada.

Haste ascendente com rosca externa e volante fixo. Neste modelo o volante é fixo ao castelo e recebe apenas movimento de rotação e este movimento de rotação transmite à haste apenas movimento de translação.

A cunha é encaixada na haste e conseqüentemente também recebe o movimento de translação o que permite a abertura e o fechamento da válvula.

São válvulas empregadas em instalações industriais de grande responsabilidade, para altas pressões e temperaturas.

Uma das vantagens em relação aos sistemas anteriores é o fato da rosca da haste ser externa, não entra em contato com o fluido, e a outra vantagem é a facilidade de se saber se a válvula está aberta, fechada ou semi-aberta.

As desvantagens são as dimensões externas e alto custo em relação aos modelos anteriores.

Quanto ao sistema de vedação: Vedação do corpo.

Entre o corpo e a tampa deve existir uma junta de vedação para promover a estanqueidade desta junção.

A junta a ser empregada depende principalmente da responsabilidade do serviço a que a válvula se destina, podendo variar desde um simples elastômero a um anel metálico.

Para as válvulas empregadas em serviços de baixas pressões e temperaturas é, geralmente, empregado a junta de PTFE, para serviços de média responsabilidade são empregadas as juntas espiraladas e para serviços de responsabilidade são empregadas as juntas do tipo anel (ring joint) em aço.

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Vedação da haste:

Este sistema de vedação, também conhecido como “engaxetamento da haste”, se processa por meio de gaxetas dispostas em torno da haste e apertadas ou ajustadas por meio de prisioneiros e aperta gaxetas. As gaxetas são geralmente de anéis de PTFE, aramida grafitada ou de grafite.

É o sistema que garante a vedação da haste, impedindo que o vazamento do fluido pela haste. Uma das razões que impede a instalação de válvulas em linhas horizontais com o volante voltado para baixo são, justamente, os inconvenientes provocados por pequenos vazamentos da haste.

Um dispositivo cônico existente na haste pode tornar a válvula reengaxetavel sob pressão.

Quanto ao acionamento das válvulas:

É o dispositivo que transmite força à haste para dar movimento ao obturador. Uma das formas de acionamento, talvez a mais comum, é o volante mas o acionamento pode ainda ser executado por meio de alavanca, por meios automáticos, elétricos ou pneumáticos.

Volante com acionamento direto.

O movimento de rotação do volante é transmitido diretamente para a haste, isto é, o volante está diretamente ligado à haste que pode ser ascendente ou não.

Volante com redutor de engrenagens.

O movimento de rotação do volante não é transmitido indiretamente para a haste, isto é, o volante está ligado a um sistema de engrenagens e este é que transmite o movimento à haste.

Este sistema é empregado para diminuir o torque que deve ser dado ao volante em serviços de altas pressões ou ainda para se diminuir o tempo de fechamento para se minimizar a possibilidade do golpe de aríete.

Por meio de corrente.

Este tipo de acionamento é empregado quando a válvula está instalada em posição acima do operador e este tem dificuldades em acessar o volante. Neste caso o volante comum é substituído por outro próprio para uso com corrente. A válvula poderá ser de haste ascendente ou não.

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Por meio de chave T.

Este tipo de acionamento é usado principalmente quando as válvulas são instaladas abaixo da superfície de operação, em tubulações enterradas no solo ou ainda sob a laje de operação em estações de tratamento, estações elevatórias, usinas, etc.

Neste caso a haste deverá ter a cabeça com quadrado próprio para chave T.

Muito empregado nas redes de abastecimento público de água potável.

Por meio de haste com prolongamento.

Em algumas edificações a válvula poderá estar situada em uma elevação bem abaixo daquela onde se realiza a operação de todo o sistema.

É o caso das válvulas dos sistemas de esvaziamento em usinas hidrelétricas ou outras válvulas em fundos de poços. Neste caso é aconselhado o uso de um prolongamento na haste da válvula e dependendo do comprimento deste prolongamento é normal o uso de mancais intermediários para guiar a haste. Em média se usa um mancal intermediário para cada 3,0m de haste.

Por meio de pedestais de manobras.

Os pedestais de manobra são acionamentos que por sua natureza, robustos e ajustados ao piso, são empregados na manobra de válvulas e adufas instaladas sob passarelas e lajes nas casas de bombas, barragens e usinas.

Proporcionam uma instalação segura e firme, com acabamento perfeito entre a laje e o poço.

O acionamento da haste poderá ser por meio de volante de ação direta ou por meio de redução de engrenagem.

São instalados em conjunto com as hastes de prolongamento e podem ter um mecanismo de indicação de abertura da válvula.

Acionamento pneumático.

Neste caso o acionamento da válvula deixa de ser manual e passa a ser chamado de “acionamento pneumático”. O acionamento (volante / alavanca) é substituído por um dispositivo, pistão ou diafragma, que funciona com a pressão de entrada e saída de ar comprimido. O suprimento do ar comprimido pode ser manual ou automatizado.

Essas válvulas podem ter a função de bloqueio ou ainda de regulagem e modulação do fluxo.

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Acionamento elétrico.

Neste caso o acionamento da válvula deixa de ser manual e passa a ser chamado de “acionamento elétrico”. O acionamento (volante / alavanca) é substituído por um motor elétrico, que pode ser de acionamento direto ou por meio de redutores. A ligação elétrica pode ser manual ou automatizada.

Essas válvulas podem ter a função de bloqueio ou ainda de regulagem e modulação do fluxo.

Acionamento automático.

O acionamento das válvulas automáticas se processa sem a interferência do operador, é a ação do próprio fluido que faz com que a válvula seja acionada.

Neste tipo de acionamento podemos incluir as válvulas unidirecionais, conhecidas como válvulas de retenção, as válvulas reguladoras de pressão e as válvulas de segurança e alívio.

Acionamento com válvula de contorno (by pass). Este tipo de acionamento, com válvula de contorno ou “by pass” é usado sempre que se tem um diferencial de pressão muito alto entre montante e jusante da válvula. A finalidade do by pass é a equalização das pressões de montante e jusante com o objetivo de diminuir a pressão no obturador e com isso a conseqüente diminuição da força de atrito entre as partes móveis, facilitando a operação de abertura e poupando os internos das válvulas.

A válvula de contorno pode ser uma válvula gaveta ou uma válvula globo, dependendo das condições de operação mas o material da válvula de by pass deve ser no mínimo igual ao da válvula principal.

Os pontos de by pass podem ser roscados ou soldados.

Materiais construtivos: Bronze fundido – ASTM B62

O bronze fundido é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos e médios diâmetros para serviços de pequena responsabilidade para serviços de água, óleo ou gás (WOG).

Os meios de ligação empregados nas válvulas de bronze são as roscas e o flange. As roscas são conforme as normas NBR 6414 (BSP) ou ANSI/ASME B1.20.1 (NPT). Os flanges poderão ter as dimensões conforme a norma ASME/ANSI B16.24 com faces planas.

O bronze fundido também é empregado na construção dos internos nas válvulas de corpo em ferro fundido.

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Latão laminado.

O latão laminado ASTM B124 é empregado na construção da haste das válvulas de corpo e castelo de bronze.

O latão laminado ASTM B16 é empregado na construção de hastes das válvulas de corpo e castelo de ferro fundido.

Ferro fundido.

O ferro fundido cinzento ASTM A126/B é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de médios e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.1, com faces planas.

O ferro fundido cinzento ASTM A126/A é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos diâmetros, do tipo grampo, com extremidades roscadas conforme NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT).

O ferro fundido dúctil NBR 7663 (ISO 2531) é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de médios e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.1, com faces com ressalto.

Aço carbono fundido.

O aço carbono fundido ASTM A216/WCB é empregado na construção do corpo e interno das válvulas de médio e grandes diâmetros com extremidades flangeadas conforme ASME/ANSI B16.5, com face plana ou com ressalto ou ainda com pontas para solda de topo conforme ASME/ANSI B16.25.

Aço inox fundido.

O aço inox fundido ASTM A351/CF8 ou ASTM A351/CF8M é empregado na construção do corpo e interno das válvulas de pequenos e grandes diâmetros com extremidades flangeadas conforme ASME/ANSI B16.5 com face com ressalto ou ainda com pontas para solda de topo ASME/ANSI B16.25.

Aço carbono forjado.

O aço carbono forjado ASTM A105 é empregado na construção do corpo e internos das válvulas de pequenos diâmetros com extremidades roscadas conforme NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT), extremidades para solda de encaixe (SW) conforme ASME/ANSI B16.11 ou ainda flangeadas conforme ASME/ANSI B16.5 com face com ressalto.

Aço inox forjado.

O aço inox forjado ASTM A182 Gr. F304 ou ASTM A182 Gr. F316 é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos diâmetros com extremidades roscadas conforme NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT) ou extremidades para solda de encaixe (SW) conforme ASME/ANSI B16.11.

PTFE (Teflon).

O PTFE é o material mais usado na vedação das válvulas e por suas características químicas não requer lubrificação e é quimicamente muito resistente, sua principal limitação é a temperatura que pode variar entre -30 oC e 140oC.

(20)

Fibras de aramida.

As fibras de aramida são mais conhecidas pelo seu nome comercial, Kevlar marca registrada da empresa Dupont, um tipo de fibra derivada de uma poliamida aromática. Duas formas principais de fibras aramidas são produzidas: Kevlar 49 utilizado como carga para reforço em plásticos e elastômeros e o Kevlar 29 para outros usos. Atualmente, após a proibição do amianto, as principais gaxetas são produzidas com fibras de aramida envolvida com PTFE e grafite.

Carbono.

Um dos materiais mais novos usados na vedação das válvulas é o grafoil, material a base de carbono e comercializado na forma de fitas. É um material de enorme resistência química e resiste a altas temperaturas, que podem variar de -240 oC a 3000oC.

1.8. Classes de pressão:

As válvulas são classificadas por classes de pressão. Pressão Nominal:

Designação simbólica para fins de referência. Pressão de trabalho:

É a pressão máxima admissível para cada valor da temperatura de trabalho onde se considera o binômio “pressão x temperatura” conforme estabelecido na norma ASME/ANSI B16.34

Pressão de trabalho para válvulas padrão ASME/ANSI Conforme ASME/ANSI B16.34

Pressão de trabalho sem choques (kgf/cm2) Temperatura Material do corpo ºC Cl. 125# Cl.150# Cl. 300# 600# Cl. 800# Cl. -30 a 66 - 20,0 52,0 104,1 - ASTM A216 WCB ₄₅₄ _- _7,4 _18,6 _37,6 _- -30 a 66 - - - - 140,6 ASTM A105 ₄₅₄ _- _- _- _- _56,3 -30 a 66 14,1 - - - - ASTM A126 2” a 12” 232 8,8 - - - - -30 a 66 10,6 - - - - ASTM A126 14”a 16” 177 8,8 - - - - -30 a 66 10,6 - - - - ASTM A126 18”a 20” 177 7,0 - - - -

Pressão de teste hidrostático

Conforme ASME/ANSI B16.5 – Válvulas de aço carbono fundido

Pressão de teste (kgf/cm2₎

Classe

Corpo Sede / Vedação

150 31,6 22,1

300 79,1 57,3

(21)

Conforme API 602 – Válvulas de aço carbono forjado

Pressão de teste (kgf/cm2) Classe

Corpo Sede / Vedação

800 210,9 143,4

Conforme API 595 – Válvulas de ferro fundido

Pressão de teste (kgf/cm2)

Classe _Diâmetro _Corpo _{Sede / Vedação}

2”a 12” 24,6 15,8

125 _{14”a 20”} _18,6 _12,3

1.9. Conceituações sobre os tipos de válvulas Válvula de bloqueio:

São as que predominantemente trabalham em condições de abertura e fechamento (ON/OFF) total da passagem do fluido. Sua operação pode ocorrer manualmente, por dispositivos elétricos, pneumáticos ou hidráulicos.

Válvula de regulagem:

São as que apresentam a capacidade de modulação do fluxo. A sua operação é manual por meio de volante ou alavanca.

Válvula de controle:

São as que apresentam a capacidade inerente da modulação das características do fluxo como a vazão, pressão ou temperatura automaticamente, sem a intervenção manual. Algumas delas são idênticas às válvulas de bloqueio mas internamente concebidas para modulação. As suas características são pré-estabelecidas para cada aplicação.

Válvula auto-operada:

São as que apresentam um elemento sensor integrado internamente ao corpo da válvula. São diversos tipos construtivos específicos para cada finalidade.

Válvula unidirecional:

São as que apresentam a capacidade de impedir o refluxo do fluido. São consideradas como válvulas auto-operadas pois sua operação ocorre pela ação direta do fluido.

(22)

AÇÃO SOBRE AS VÁLVULAS VÁLVULAS x CONFIGURAÇÃO NORMAL o CERTAS CONFIGURAÇÕES A C IO N A M E N T O R Á P ID O B A IX A P R E S S Ã O D IF E R E N C IA L B L O Q U E IO C O N T R O L E D E P R E S S Ã O F L U ID O S D E N S O S O P E R A Ç Õ E S F R E Q Ü E N T E S P A S S A G E M P L E N A P R E V E N Ç Ã O D E R E F L U X O P R E V E N Ç Ã O D E S O B R E P R E S S Ã O R E G U L A G E M R E G U L A G E M D E P R E C IS Ã O AGULHA x x ANGULAR x x x BORBOLETA x x x x x x x CONTROLE o x x o o x DIAFRAGMA o o x o o o ESFERA x x x x x o o GAVETA o x x x GLOBO x x x GUILHOTINA o x x x x MACHO x x x x o x MANGOTE x x x x x OBLÍQUA x x x RETENÇÃO x REDUTORA DE PRESSÃO x

SEGURANÇA E/OU ALÍVIO x

SOLENOIDE x x x x x x

TERMOSTÁTICA x x x x x

1.10. Fabricantes de Válvulas. Ascoval Industria e Comércio Ltda Rod. Pres. Castelo Branco, km 20 06465-300 - Barueri – SP

Página: www.ascoval.com.br

Asvotec Termoindustrial Ltda

Rod. Cônego Cyriaco Scaranelo Pires km 01 13190-000 - Monte Mor – SP

Página: www.asvotec.com.br

Brava Válvulas e Conexões Ltda. Rua Antonio Felamingo, 959 13279-452 – Valinhos – SP Página: www.brava.ind.br

Ciwal Acessórios Industriais Ltda

Rua 3° Sargento João Soares de Faria, 220/254 02179-020 - São Paulo – SP

(23)

DECA

Unidade Industrial da Divisão Deca Jundiaí – SP

Página: http://www.deca.com.br/

Detroit Plásticos e Metais Ltda Av. Antonio Piranga, 2788 09942-000 - Diadema – SP Página: www.detroit.ind.br

Dresser Industria e Comércio Ltda – Divisão Válvulas Rua Senador Vergueiro, 433

09521-320 - São Caetano do Sul – SP Página: www.dresser.com

Durcon Equipamentos Industriais Ltda Av. Pedro Celestino Leite Penteado, 500 07760-000 - Cajamar – SP

Página: www.durcon-vice.com.br

Foxwall Indústria e Comércio de Válvulas de Controle Ltda Rua Comendador Jaroslav Simonek, 120

06711-260 - Cotia – SP Página: www.foxwall.com

Glynwed Ltda (Friatec Rheinhütte) Av. Manoel Inácio Peixoto, 2150 36771-000 - Cataguases – MG Página: www.friatec.com.br

Hiter Indústria e Comércio de Controle Termo-hidráulicos Ltda Rua Capitão Francisco Teixeira Nogueira, 233

05037-030 - São Paulo – SP Página: www.hiter.com.br

Indumetal Indústria de Máquinas e Metalurgia Ltda Via Industrial, 370

13600-970 - Araras – SP Página: www.indumetal.com.br

Interativa Indústria Comércio e Representações Ltda Rua Prof. Ruy Telles Miranda, 97

18085-760 - Sorocaba – SP Página: www.interativa.ind.br

IVC S. A. Indústria de Válvulas e Controles Al. Arapoema, 300

06460-080 - São Paulo – SP Página: www.ivc.com.br

(24)

Lupatech S. A. (Valmicro) Rua Dalton Lahn dos Reis, 201 95112-090 - Caxias do Sul – RS Página: www.valmicro.com.br

Mercantil e Industrial Aflon Artefatos Plásticos e Metálicos Ltda Via Anchieta, 554

04246-000 - São Paulo – SP Página: www.aflonindustrial.com.br

Metalúrgica Brusantin Ltda

Rua João Franco de Oliveira, 310 13422-160 - Piracicaba – SP Página: www.brusantin.com.br

Metalúrgica Ipê Ltda

Rua Rodolfo Anselmo, 385 12321-510 - Jacareí – SP Página: www.mipel.com.br

Metalúrgica Nova Americana S. A. Rua Dom Pedro II, 1432

13466-000 - Americana – SP Página: www.mna.com.br

Metalúrgica Scai Ltda

Rua João Cavalheiro Salem, 310 07243-580 - Guarulhos – SP Página: www.scai.com.br

Niagara S. A. Comércio e Indústria Rua Antonio de Oliveira, 986 04718-050 - São Paulo – SP Página: www.niagara.com.br

Omel Bombas e Compressores Ltda Rua Sílvio Manfredi, 201

07241-000 - Guarulhos – SP Página: www.omel.com.br

Parker Hannifin Indústria e Comércio Ltda Av. Lucas Nogueira Garcez, 2181

12325-900 - Jacareí – SP Página: www.parker.com.br

RTS Indústria e Comércio de Válvulas Ltda Rua Endres, 51

07043-000 - Guarulhos – SP Página: www.rtsvalvulas.com.br

(25)

Spirax Sarco Indústria e Comércio Ltda Av. Manoel Lajes do Chão, 268

06705-050 - Cotia – SP

Página: www.spiraxsarco.com.br

Tecval S. A. Válvulas Industriais Av. Benedito Germano de Araújo, 100 18560-000 - Iperó – SP

Página: www.tecval.ind.br

Tyco Valves & Controls Brasil Ltda Av. Antonio Bardela, 3000

18085-270 - Sorocaba – SP Página: www.tycovalves-la.com

Valeq Válvulas e Equipamentos Industriais Ltda Rua Raimundo Brito de Oliveira, 68

26022-820 - Nova Iguaçu – RJ Página: www.valeq.com.br

Valloy Industria e Comércio de Válvulas e Acessórios Ltda Rua Macedônia, 355

07223-200 - Guarulhos – SP Página: www.valloy.com.br

Valvugás Indústria Metalúrgica Ltda Av. Luis Rink, 736

06286-000 - Osasco - SP Página: www.valvugas.com.br

Válvulas Crosby Indústria e Comércio Ltda Rua Capitão Francisco Teixeira Nogueira, 197 05037-030 - São Paulo – SP

Página: www.crosby.com.br

W. Burger Válvulas de Segurança e Alívio Ltda Rua Gurupi, 54/54ª

04764-060 - São Paulo – SP Página: www.wburger.com.br

Weir do Brasil Ltda

Rua João Ventura Batista, 622 02054-100 - São Paulo – SP Página: www.weir.co.uk

Worcester Controls do Brasil Ltda Rua Tocantins, 128

09580-130 - São Caetano do Sul - SP Página: www.worcester.com.br

(26)

(27)

2. VÁLVULAS DE GAVETA 2.1. Introdução:

É a válvula de bloqueio que até pouco tempo representava a maioria das válvulas instaladas mas que a partir do final da década de 80 passou a perder espaço para outras válvulas mais modernas, mais eficientes e de menor custo.

Sua principal característica é a baixa perda de carga devido à pequena obstrução do fluxo quando totalmente abertas.

2.2. Aplicação:

São empregadas como válvulas de bloqueio (on/off) em serviços de água, óleo ou gás (WOG) para fluidos sem sólidos em suspensão ou com poucos sólidos. Também não devem ser empregadas onde os fluidos transportados venham a se solidificar no interior das válvulas que é o caso de resinas, tintas e vernizes.

2.3. Principais vantagens:

Entre as principais vantagens no emprego das válvulas de gaveta, pode-se enumerar a passagem livre quando totalmente abertas, a ótima estanqueidade, a grande diversidade de diâmetros, a variedade dos meios de ligação, aplicação em larga gama de pressão e temperatura, além de permitir o fluxo nos dois sentidos e ter uma fácil manutenção.

2.4. Principais desvantagens:

Entre as principais desvantagens no emprego das válvulas de gaveta, podemos enumerar que não são indicadas em operações freqüentes, não devem ser usadas para regulagem de fluxo, as grandes dimensões externas e o custo elevado de alguns modelos.

(28)

2.6. Sistema construtivo. Quanto ao meio de ligação. Rosca BSP ou NPT

Normalmente empregadas em válvulas de pequenos diâmetros.

ROSCADA SOQUETADA SOLDA DE TOPO FLANGEADA COM BOLSAS

Solda do tipo encaixe (soquete)

Normalmente empregadas em válvulas de pequenos diâmetros onde se deseja estanqueidade absoluta nas ligações.

Solda de topo

Empregadas em qualquer diâmetro onde se deseja estanqueidade absoluta. Empregada principalmente em serviços de altas pressões e temperaturas.

Extremidades flangeadas

Fabricadas em qualquer diâmetro e empregadas onde se deseja a facilidade de montagem e desmontagem.

Extremidades com bolsas e junta elástica

Empregadas em médios e grandes diâmetros para linhas em ferro fundido. Quanto aos materiais.

Corpo e castelo:

Deve, de preferência, ser do mesmo material dos tubos em que as válvulas forem instaladas ou ainda de material compatível com o material dos tubos.

Internos:

Podem ser do mesmo material do corpo e ainda devem ser de material compatível com o serviço a que se destinam pois devem ser resistentes à pressão, temperatura e altas velocidades decorrentes da operação de abertura e fechamento da válvula.

Quanto ao meio de ligação entre corpo e castelo. Rosca interna

Sistema empregado em válvulas de pequenos diâmetros em baixas pressões e temperatura ambiente. Geralmente fabricadas de bronze e empregadas em uso doméstico.

(29)

Rosca externa

Sistema empregado em válvulas de pequenos diâmetros em baixas pressões e temperatura ambiente. Geralmente fabricadas de bronze e empregadas em serviços de pequena responsabilidade.

Rosca do tipo porca-união

Empregado em válvulas industriais de pequenos diâmetros e usadas em serviços de média e alta pressão e temperatura.

Flangeado ou aparafusado:.

Empregado em válvulas industriais dos mais variados diâmetros para todas as classes de pressão para serviços de maior responsabilidade.

Soldado.

Empregado em válvulas industriais dos mais variados diâmetros para altas pressões e temperaturas.

Fixas por meio de grampo tipo “U”

Empregado em válvulas industriais de pequenos diâmetros em serviços onde se necessita limpezas periódicas e constantes.

ROSCA INTERNA ROSCA EXTERNA TIPO PORCA-UNIÃO

Quanto ao tipo de haste e do volante Haste e volante fixos com rosca interna:

A haste é fixa ao volante e o movimento de rotação do volante transmite à haste apenas o movimento de rotação e por meio de uma rosca a haste transmite à cunha o movimento de translação o que possibilita a abertura e o fechamento da válvula. O sistema é empregado em válvulas de pequenos diâmetros, geralmente de bronze, para uso doméstico e em serviços de pequena responsabilidade.

Uma das desvantagens do sistema é a impossibilidade de se saber, visualmente, se uma válvula está aberta ou fechada e a outra grande desvantagem é o frequente contato do fluido com as roscas da haste e da cunha.

As principais vantagens são as menores dimensões externas e o preço em relação a outros modelos dessa mesma válvula.

(30)

HASTE E VOLANTE ASCENDENTE - ROSCA EXTERNA TAMPA FIXA POR MEIO DE GRAMPO

HASTE E VOLANTE ASCENDENTE - ROSCA INTERNA HASTE E VOLANTE ASCENDENTE - ROSCA INTERNA

Haste e volante ascendentes com rosca interna

A haste é fixa ao volante e o movimento de rotação do volante confere à haste os movimentos de rotação e de translação. A cunha é encaixada na haste e conseqüentemente também recebe o movimento translação o que permite a abertura e fechamento da válvula.

Estas válvulas são empregadas em serviços de uso industrial de pequena responsabilidade em baixas temperaturas e baixas pressões.

Uma das vantagens em relação ao sistema anterior é a possibilidade de se saber, visualmente, se uma determinada válvula está aberta ou fechada e as principais desvantagens são as dimensões externas e a rosca interna da haste que mantém contato com o fluido.

Haste ascendente com rosca externa e volante fixo

Neste modelo o volante é fixo ao castelo e recebe apenas movimento de rotação e este movimento de rotação do volante transmite à haste somente o movimento de translação.

A cunha é encaixada na haste e consequentemente também recebe o movimento de translação o que permite a abertura e o fechamento da válvula.

São válvulas empregadas em serviços industriais de grande responsabilidade, para as mais variadas combinações de pressão e temperatura.

(31)

Uma das vantagens em relação aos sistemas anteriores é de que a rosca da haste sendo externa, não entra em contato com o fluido e a outra vantagem é a possibilidade de se saber, visualmente, se a válvula está aberta, fechada ou semi-aberta.

As principais desvantagens são as dimensões externas e o alto custo em relação aos outros modelos desta mesma válvula.

HASTE ASCENDENTE, VOLANTE FIXO ROSCA INTERNA

Quanto à construção da cunha. Cunha sólida:

Construída de uma peça sólida e recomendada para fluidos com algumas impurezas, fluidos densos, para vapor e para condensado.

Cunha flexível:

Composta de dois discos justapostos unidos internamente por ressaltos circulares. Este tipo de cunha absorve movimentos de dilatação e contração do corpo.

É recomendada para água, óleo ou gás (WOG) para todas as temperaturas. Cunha dupla.

A cunha é formada de dois discos paralelos e independentes dentro dos quais se desloca um dispositivo de expansão que impõem aos mesmos movimentos de ajuste à sede acarretando a vedação.

São empregados em serviços de água, óleo ou gás (WOG) para temperatura ambiente e baixas pressões. Devem ser instaladas na posição vertical.

Quanto à manutenção das gaxetas.

Certas válvulas podem ser re-engaxetadas sob pressão, em serviço, desde que totalmente abertas. Esta facilidade é importante, principalmente para a industria, pois evita paradas no sistema para uma simples manutenção de engaxetamento da haste.

(32)

Quanto ao anel-sede.

A sede é a região do corpo da válvula que se ajusta à cunha para proporcionar a vedação.

Anel-sede usinada:

São as mais comuns e empregadas em válvulas de pequenos diâmetros, geralmente de bronze.

Anel-sede roscada:

São de fácil substituição, geralmente executados de material diferente do material do corpo e são empregados quando existe a presença de fluidos agressivos e devem ser construídos com materiais compatíveis com o fluido a ser transportados e sua agressividade.

ANÉIS USINADOS ANÉIS ROSCADOS

Anel-sede prensado:

São empregados para fluidos agressivos mas a sua substituição não é tão fácil quanto as roscadas. Quanto ao material empregado também deve atender as exigências da agressividade do fluido transportado.

Anel-sede prensado e soldado:

Semelhante ao modelo anterior porém soldados ao corpo da válvula. Recomendados para serviços de responsabilidade em tubulações de altas pressões e temperaturas.

(33)

2.7. Sistemas de vedação. Vedação do corpo:

Entre o corpo e o castelo existe uma junta que é o elemento de vedação e a estanqueidade se processa pelo aperto dessa junta ente o corpo e o castelo.

Vedação da haste.

Este sistema de vedação é conhecido como “engaxetamento da haste” e se processa por meio de gaxetas enroladas na haste e apertadas por meio de um dispositivo denominado preme-gaxetas.

2.8. Acionamento das válvulas.

É o dispositivo que transmite força à haste para dar movimento ao obturador.

Uma das formas de acionamento, talvez a mais comum, é o volante que pode ser ligado diretamente à haste ou ainda transmitir essa força por meio de engrenagens.

Acionamento direto.

Por meio de volante fixo à haste.

Sistema usado em válvulas de uso doméstico e em válvulas industriais empregadas em serviços de pequena responsabilidade, para todos os diâmetros, é o meio mais comum de acionamento.

Neste caso podemos ter o volante e a haste fixos, usados principalmente em válvulas de uso domiciliar ou ainda o volante e a haste ascendentes, sistema que é usado em válvulas industriais e de saneamento, em serviços de baixa pressão e temperatura ambiente.

VOLANTE FIXO NA HASTE VOLANTE FIXO NA HASTE

Por meio de volante fixo ao castelo.

Sistema usado em válvulas industriais de maior responsabilidade, neste caso o volante é fixo e a haste é ascendente, este sistema é conhecido pela sigla OS&Y (Outside screw and yoke). Note que neste sistema de acionamento a haste não possui movimento de rotação, apenas o movimento de translação.

(34)

Por meio de volante e engrenagens.

Este tipo de acionamento é empregado sempre que se deseja diminuir a força de acionamento do volante ou ainda quando se deseja aumentar o tempo de abertura e fechamento das válvulas.

O acionamento pode ser por meio de engrenagens paralelas, cônicas ou um sistema combinado.

VOLANTE FIXO NA TAMPA ENGRENAGENS DE REDUÇÃO

Por meio de corrente

Este tipo de acionamento é empregado quando a válvula está instalada em posição acima do operador e este tem dificuldades em acessar o volante. Neste caso o volante comum é substituído por outro próprio para uso com corrente.

Acionamento por chave “T”

Este tipo de acionamento é usado principalmente quando as válvulas são instaladas abaixo da superfície. Neste caso a haste deverá ter a cabeça com quadrado próprio para chave T.

(35)

Acionamento com válvula de contorno (by pass).

Este tipo de acionamento, com válvula de contorno ou “by pass” é usado sempre que se tem um diferencial de pressão muito alto entre montante e jusante da válvula. A finalidade do by pass é a equalização das pressões de montante e jusante com o objetivo de diminuir a pressão na cunha e com isso a consequente diminuição da força de atrito entre cunha e anel sede facilitando a operação de abertura e poupando os internos das válvulas.

A válvula de contorno pode ser uma gaveta ou uma globo, dependendo das condições de operação mas o material da válvula de by pass deve ser no mínimo igual ao da válvula principal.

Os pontos de by pass podem ser roscados ou soldados e devem obedecer os locais estabelecidos.

COM BY-PASS COM BY-PASS PONTOS PARA BY-PASS

2.9. Materiais construtivos das válvulas. Bronze fundido – ASTM B62

O bronze fundido é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos e médios diâmetros para serviços de pequena responsabilidade (WOG). Os meios de ligação empregados nas válvulas de bronze são as roscas e o flange. As roscas são conforme as normas NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT). Os flanges poderão ter as dimensões conforme a norma ASME/ANSI B16.24 com faces planas.

O bronze fundido também é empregado na construção da cunha e da sede nas válvulas de corpo em ferro fundido.

Latão laminado.

O latão laminado ASTM B124 é empregado na construção da haste das válvulas de corpo e castelo de bronze.

O latão laminado ASTM B16 é empregado na construção de hastes das válvulas de corpo e castelo de ferro fundido.

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Ferro fundido.

O ferro fundido cinzento ASTM A126/B é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de médios e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.1, com faces planas.

O ferro fundido cinzento ASTM A126/A é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos diâmetros, do tipo grampo, com extremidades roscadas conforme NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT).

O ferro fundido dúctil NBR 7663 (ISO 2531) é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de médios e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.1, com faces com ressalto.

Aço carbono fundido.

O aço carbono fundido ASTM A216/WCB é empregado na construção do corpo, castelo e cunha das válvulas de médio e grandes diâmetros com extremidades flangeadas conforme ASME/ANSI B16.5, com face plana ou com ressalto ou ainda com pontas para solda de topo conforme ASME/ANSI B16.25.

Aço inox fundido.

O aço inox fundido ASTM A351 CF8 ou ASTM A351 CF8M é empregado na construção do corpo, castelo e cunha das válvulas de pequenos e grandes diâmetros com extremidades flangeadas conforme ASME/ANSI B16.5 com face com ressalto ou ainda com pontas para solda de topo ASME/ANSI B16.25.

Aço carbono forjado.

O aço carbono forjado ASTM A105 é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos diâmetros com extremidades roscadas conforme NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT), extremidades para solda de encaixe (SW) conforme ASME/ANSI B16.11 ou ainda flangeadas conforme ASME/ANSI B16.5 com face com ressalto.

Aço inox forjado.

O aço inox forjado ASTM A182/F304 ou ASTM A182/F316 é empregado na construção do corpo e castelo das válvulas de pequenos diâmetros com extremidades roscadas conforme NBR 6414 (BSP) ou ASME/ANSI B1.20.1 (NPT) ou extremidades para solda de encaixe (SW) conforme ASME/ANSI B16.11.

PTFE (Teflon).

O PTFE é o material mais usado na vedação das válvulas e por suas características químicas não requer lubrificação e é quimicamente muito resistente, sua principal limitação é a temperatura que deve variar entre -20 oC e 140oC.

Fibras de aramida.

As fibras de aramida são mais conhecidas pelo seu nome comercial, Kevlar marca registrada da empresa Dupont, um tipo de fibra derivada de uma poliamida aromática. Duas formas principais de fibras aramidas são produzidas: Kevlar 49 utilizado como carga para reforço em plásticos e elastômeros e o Kevlar 29 para outros usos. Atualmente, após a proibição do amianto, as principais gaxetas são produzidas com fibras de aramida envolvida com PTFE e grafite.

(37)

Carbono.

Um dos materiais mais novos usados na vedação das válvulas é o grafoil, material a base de carbono e comercializado na forma de fitas. É um material de enorme resistência química e resiste a altas temperaturas, que podem variar de -240 oC a 3000oC.

2.10. Classes de pressão.

As válvulas são classificadas por classes de pressão. Pressão Nominal.

Designação simbólica para fins de referência. Pressão de Trabalho.

É a pressão máxima admissível para cada valor da temperatura de trabalho onde se considera o binômio pressão x temperatura conforme norma ANSI B16.34.

2.11. Exemplos de especificação técnica de válvulas de gaveta. Fluido: água potável

Instalação: aparente Pressão de serviço: baixa Temperatura: ambiente

Válvula gaveta, corpo e castelo de bronze fundido ASTM B62, classe 125#, castelo roscado ao corpo, haste fixa com rosca interna, cunha inteiriça cônica deslizante, volante de alumínio e extremidades roscadas conforme ABNT NBR 6414 (BSP).

Ref. Ciwal fig. 16

Fluido: água industrial Instalação: aparente

Pressão de serviço: 10,0 kgf/cm2 Temperatura: ambiente

Válvula gaveta, corpo e castelo de bronze fundido ASTM B62, classe 150#, castelo roscado ao corpo, haste ascendente com rosca interna reengaxetável em serviço, cunha inteiriça cônica, volante de alumínio e extremidades roscadas conforme ANSI/ASME B1.20.1(NPT).

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Fluido: vapor saturado Instalação: aparente

Pressão de serviço: 39,6 kgf/cm2 Temperatura: 250ºC

Válvula gaveta, corpo e castelo de aço carbono forjado ASTM A105, classe 800#, castelo em arco, aparafusado ao corpo, haste ascendente com rosca externa (OSY), volante fixo, reengaxetável em serviço, cunha sólida de aço inox ASTM A217 CA15, haste de aço inox forjado ASTM A182 F6a, gaxetas de amianto grafitado, volante de ferro nodular e extremidades com encaixe para solda conforme ANSI 16.11.

Ref. Ciwal fig. 52

(39)

2.12. Exemplo de folha de dados.

FOLHA DE DADOS:

FD-001 VÁLVULA DE GAVETA VGA-01

1. ESTE DOCUMENTO DEVE SER ANEXADO À RESPECTIVA REQUISIÇÃO DE MATERIAL. 2. O PROPONENTE DEVE PREENCHER A COLUNA “PROPOSTA”.

Válvula de Gaveta Especificação Proposta Notas 01 CORPO / CASTELO 02 CLASSE DE PRESSÃO 03 EXTREMIDADES 04 FACE 05 FLANGE ACABAMENTO 06 VOLANTE 07 HASTE 08 ACIONAMENTO ROSCA 09 PASSAGEM 10 CUNHA 11 CASTELO 12 PREME-GAXETA 13 14 15 C A R A C T E R ÍS T IC A S C O N S T R U T IV A S 16 CORPO E CASTELO 17 HASTE 18 ANEL SEDE 19 INTERNOS CUNHA 20 GAXETA 21 JUNTA 22 PARAFUSO 23 VEDAÇÃO CORPO / CASTELO PORCA 24 CORPO 25 PARAFUSO 26 PREME-GAXETA PORCA 27 BUCHA DE ACIONAMENTO 28 PORCA DO VOLANTE 29 VOLANTE 30 CONTRA-VEDAÇÃO 31 M A T E R IA IS PLACA DE IDENTIFICAÇÃO 32 33 34 35 A C E S . 36 FLUIDO 37 VAZÃO 38 TEMPERATURA DE OPERAÇÃO 39 PRESSÃO DE OPERAÇÃO 40 DENSIDADE 41 VISCOSIDADE 42 F LU ID O SÓLIDOS EM SUSPENSÃO 43

44 MEDIDA FACE A FACE

45 EXTREMIDADES 46 TESTE 47 N O R M A S 48 REFERÊNCIA: 49 50 51 52 G E R A L 53 54 55 56 57 N O T A S Folha /